descripción y proceso constructivo
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Tesina de Especialidad Cálculo de losas postensadas en edificación Capítulo 5 PUESTA EN OBRA 5.1. INTRODUCCIÓN Una de las principales ventajas de las losas postesadas en edificación es la rapidez del ciclo constructivo. Desde el montaje del encofrado hasta la obtención de un forjado estructuralmente resistente. Dentro de la variada tipología de forjados de hormigón “in situ” la cualidad mas remarcable de los forjados postesados, desde el punto de vista de la ejecución, es el hecho de poder desencofrar y, en muchos casos, desapuntalar totalmente el forjado después del tesado de los tendones. El tesado de la losa, que se realiza normalmente entre dos y cuatro días después de su hormigonado, es el punto clave del ciclo de construcción que marca el momento en que el forjado es útil para su servicio. La losa, una vez tesada, no es tan solo autoportante, sino que es capaz, por lo general, de resistir las sobrecargas para las que ha sido diseñada. Esta cualidad permite apoyarse en ella para construir el forjado inmediatamente superior. Empleando sistemas y medios adecuados se pueden optimizar fácilmente los recursos consiguiendo rapidez y economía en la ejecución. 5.2. CICLO CONSTRUCTIVO El ciclo constructivo de un forjado postensado mediante tendones no adherentes es el siguiente: Memoria 35 Tesina de Especialidad Cálculo de losas postensadas en edificación • Acopio de materiales y operaciones previas. • Montaje del encofrado, aligeramientos externos, tapes laterales y plataformas de trabajo. • Colocación de armadura pasiva inferior. • Colocación de silletas y desenrollado, tendido y amarre de los tendones. • Colocación de armadura pasiva superior. • Vertido y compactación del hormigón. • Curado del hormigón. • Desencofrado de tapes laterales, tesado y clavado de cuñas. • Desapuntalamiento de losas inferiores, desencofrado, retirada de encofrado y apuntalamiento. • Corte de sobrelongitudes de tesado de cordones y sellado de cajetines. El ciclo constructivo puede tener mayor o menor duración dependiendo de la tipología del forjado, o en otras palabras, de la complejidad de su encofrado. No obstante el plazo de ejecución es, generalmente, más reducido que en hormigón armado debido a la posibilidad de tesar los cables 3 o 4 días después del hormigonado. A título de ejemplo, la duración del ciclo constructivo completo de un forjado de 1400 m2 de complejidad media es de aproximadamente 14 días naturales, que incluyen de 8 a 10 días hábiles y 4 días de curado mínimo. 5.3. DETALLE DE LAS ACTUACIONES En este apartado se especifican los aspectos más destacables de las actuaciones que conforman un ciclo constructivo. 5.3.1. Acopio de materiales y operaciones previas Una vez se reciben los materiales, se almacenan en obra y se lleva a cabo una serie de operaciones previas: Memoria 36 Tesina de Especialidad Cálculo de losas postensadas en edificación • • • • Corte de tendones a la longitud adecuada. Identificación de tendones por colores. Agrupamiento de tendones por tipo. Colocación de anclajes pasivos. 5.3.2. Encofrado El encofrado se monta según las instrucciones del fabricante de igual forma que en un forjado de hormigón armado convencional. Es aconsejable preparar los tapes de forma que puedan reutilizarse sin error en el mayor número de plantas posible con el orificio de alojamiento del anclaje practicado. Es aconsejable, también, marcar el encofrado con las calles de paso de tendones con el mismo código de colores que identifica los cordones. Esta simple operación facilita en gran manera la puesta en obra de los tendones y evita errores. Además se debe garantizar la planeidad del encofrado y el paralelismo entre las caras superior e inferior del forjado, para evitar sobreespesores, reducciones de sección y variaciones de excentricidad de los cables respecto a lo planteado en proyecto. 5.3.3. Armadura pasiva inferior Deben observarse los mismos cuidados que en cualquier obra de hormigón armado o postesado. Se coloca primero la armadura pasiva inferior. A continuación se disponen los caballetes de soporte de los tendones activos y de la armadura pasiva superior. Es importante asegurar la correcta colocación de estas sillas de soporte. Tras ellas se colocan las armaduras de refuerzo en torno a los anclajes y las armaduras especiales en puntos singulares como capiteles y huecos. 5.3.4. Armadura activa Para que el postesado sea efectivo debe seguir el trazado marcado en el proyecto. Este trazado sinusoidal busca, por lo general, el punto más bajo posible en el centro de los vanos y el más alto a su paso por pilares o jácenas. Hoy en día existen dos tendencias de diseño, ambas totalmente validas. La forma de diseño más clásica precisa que el tendón describa su trazado correctamente por lo que éste debe amarrarse adecuadamente en los puntos Memoria 37 Tesina de Especialidad Cálculo de losas postensadas en edificación clave del trazado (puntos altos, bajos e inflexiones) y cada metro entre dichos puntos. En cambio la tendencia actual aboga por dejar caer el tendón libremente. Su curvatura natural se ajusta bastante al trazado parabólico ideal y el montaje es mucho más sencillo. Otro punto a tratar es el orden de colocación de los cables, el cuál no resulta evidente dado la alta densidad de armadura en la losa y el entrelazamiento que se produce entre cordones. Ello se consigue mediante planos de cosido que indican el orden de colocación en un conjunto de fases. 5.3.5. Armadura pasiva superior La armadura pasiva superior debe ser sustentada por caballetes suficientemente rígidos para evitar que aquélla descienda al ser pisada en obra. Estos caballetes deben ser independientes de los de la armadura activa. En la colocación de esta armadura se debe tener especial cuidado en no perjudicar los trabajos ya realizados con la armadura activa. Dado que, generalmente se utilizan operarios diferentes para la colocación de la armadura pasiva y activa, es recomendable verificar el trazado de los tendones tras la colocación de la armadura pasiva. Fig. 5.3.5. Esquema de colocación de armaduras activas y pasivas. [B2] Memoria 38 Tesina de Especialidad Cálculo de losas postensadas en edificación 5.3.6. Hormigonado y curado El hormigón debe ser fluido, para que pueda extenderse y compactarse con facilidad, y debe alcanzar una alta resistencia inicial. Durante el hormigonado debe tenerse la precaución de vibrar adecuadamente detrás de los anclajes para evitar que aparezcan coqueras. Si éstas aparecieran deben ser reparadas antes del tesado de los cables. También debe extremarse el cuidado para no desplazar las vainas o los tendones así como para evitar que floten los aligeramientos si se han empleado. En construcciones de hormigón pretensado no se debería utilizar cloruro de calcio ni aditivos que contengan éste u otros cloruros. En el mercado se pueden adquirir aceleradores del fraguado que no contienen cloruro de calcio, los cuales se pueden utilizar cuando sea necesario. Se debe examinar y limpiar, tras el hormigonado y antes de su endurecimiento, el interior de las piezas de anclaje de toda traza de hormigón que haya podido introducirse en las mismas. Fig. 5.3.6. Protección de anclajes antes del hormigonado. [B5] Por otro lado, los forjados postensados son elementos con gran superficie de contacto con el medio ambiente, lo que conlleva un intercambio hidráulico entre hormigón y medio ambiente elevado. Razón por la cual se debe extremar el cuidado en el proceso de curado. Se recomienda regar con aspersores el hormigón a partir del momento en que éste comienza a fraguar y mantener el riego ininterrumpido durante todo el día siguiente, conservando la humedad al menos durante 7 días. Memoria 39 Tesina de Especialidad Cálculo de losas postensadas en edificación 5.3.7. Tesado Cuando se alcanza la resistencia necesaria en el hormigón, la cuál oscila entre el 60 y el 80% de la resistencia a los 28 días, y la dirección de obra lo autoriza se procede al tesado. Se retiran los tapes, los accesorios de fijación de los anclajes y se montan sus cuñas. Se marcan las sobrelongitudes de los cordones con pintura. La pintura facilita reconocer que cordones han sido tesados y orienta sobre el alargamiento del tendón que sirve como comprobación de que la operación se ha realizado de modo correcto. A continuación se procede al tesado introduciendo el gato, aplicando la presión necesaria y finalmente clavando. El orden de tesado ha tenido que ser preestablecido por el proyectista. Por lo general se tesa primero aquella familia de tendones que transmiten su carga directamente a los pilares y posteriormente las que lo hacen a las familias previamente tesadas. El tesado debe controlarse de dos formas. En primer lugar la presión del manómetro de la bomba debe traducirse en fuerza del tendón, lo cual viene generalmente proporcionado por una tabla de conversión automática. En segundo lugar, debe medirse el alargamiento del tendón y contrastarlo con el calculado teóricamente. Si existen diferencias mayores del 7% deben estudiarse las causas tomando las medidas adecuadas. Por lo que respecta a la seguridad en la obra deben respetarse ciertas normas durante el tesado de los tendones. Así debe colocarse un corredor de al menos 80 cm de ancho de encofrado que sobresalga del forjado en zona de anclajes por razones de maniobrabilidad. Durante el tesado se debe mantener el personal alejado de las partes trasera, superior e inferior del equipo de tesado para evitar heridas que pudieran derivarse de la rotura de cables. 5.3.8. Descimbrado y desapeo Los apuntalamientos deben permanecer en su lugar hasta que se hayan completado las operaciones de tesado. Los encofrados de los bordes y los encofrados utilizados para formar las cavidades desde donde se realizará el tesado se deberían retirar mucho antes de la operación de tesado. Los encofrados de las vigas o laterales se pueden retirar antes del tesado, siempre y cuando el jefe de obra así lo autorice. Los puntales y encofrados se pueden retirar inmediatamente después de la operación de tesado. Ello conlleva una considerable ventaja económica al reducir el coste de alquiler de puntales. Tras el tesado quizás sea necesario apuntalar nuevamente para evitar cargas excesivas durante las operaciones constructivas siguientes. Memoria 40 Tesina de Especialidad Cálculo de losas postensadas en edificación 5.3.9. Corte de sobrelongitudes de tesado de cordones y sellado de cajetines Una fase importante durante la construcción de la losa es el aprobado de la operación de tesado. Se medirá sobre embolo del gato el alargamiento (en porcentaje) acordado para los cordones, así como las marcas de pintura en las sobrelongitudes de los tendones tesados. El alargamiento medido sobre marcas de pintura no es preciso como tampoco es relevante el alargamiento de tendones cortos. No obstante sirve para contrastar la bondad de la actuación y detectar problemas. Corresponde a la dirección de obra aprobar el tesado analizado por el jefe de obra de la constructora. Una vez aprobado el tesado se pueden cortar los cordones a una longitud entre 2 y 4 cm. exterior a la cuña de los anclajes y sellar los cajetines. 5.4. PUNTOS SINGULARES 5.4.1. Aberturas Las desviaciones horizontales de tendones introducidas para evitar huecos, conductos, cajas, etc. deben realizarse de forma que las fuerzas laterales que se generan no produzcan fisuración. Las medidas que se pueden aplicar para evitar o controlar la fisuración incluyen utilizar radios de curvatura suficientemente grandes, distancia suficiente entre los cables y el borde de una abertura, prolongar los cables en forma recta más allá de las esquinas de la abertura, y disponer armaduras en forma de horquillas para transferir las fuerzas laterales al hormigón circundante. En el caso de las aberturas de mayor tamaño que obligan a terminar algunos cables en las mismas, se recomienda colocar los cables siguiendo la disposición "inhibidora de la fisuración" ilustrada en la figura 5.4.1.a antes que una disposición que favorezca la fisuración, figura 5.4.1.b. Memoria 41 Tesina de Especialidad Cálculo de losas postensadas en edificación Fig. 5..4.1.a. Disposición de cables inhibidora de la fisuración. [A2] Fig. 5..4.1.b. Disposición de cables favorecedora de la fisuración. [A2] En algunos casos puede ser preferible aislar pequeñas secciones de losa adyacentes a las aberturas mediante juntas, tal como se ilustra en la Figura 5.4.1.c. Las secciones de losa que se aíslan se deberían armar con armadura adherente convencional. Fig. 5.4.1.c. Secciones de losa aisladas. [A2] Memoria 42 Tesina de Especialidad Cálculo de losas postensadas en edificación En el caso de las aberturas de mayor tamaño también es deseable reforzar la parte superior e inferior de la losa en las aberturas mediante barras diagonales para controlar la fisuración que se inicia en las esquinas de las aberturas. En algunos casos puede ser necesario colocar armadura estructural adicional alrededor del perímetro de la losa para distribuir cualquier carga aplicada en la abertura. Normalmente las cargas en las aberturas se pueden acomodar utilizando cables y armadura adherente adicional alrededor del perímetro. Sin embargo, algunas veces se requieren vigas adicionales para soportar las cargas en los perímetros de las aberturas, por lo cual se debería realizar un análisis estructural para determinar si estas cargas pueden ser soportadas colocando cables adicionales y armadura adherente adicional o si es necesario agregar vigas. 5.4.2. Juntas de construcción Se pueden utilizar juntas constructivas para dividir el sistema de piso en segmentos de tamaño adecuado para la colocación del hormigón. En las juntas constructivas se pueden utilizar acopladores, que permiten el tesado de la primera fase hormigonada y dar continuidad al tendón en la siguiente fase, o bien los cables pueden atravesar las juntas sin anclajes. Se debe tener particular cuidado para asegurar la estanqueidad de las juntas de manera que se eviten pérdidas y la consiguiente corrosión de los componentes de los cables y armaduras en la proximidad de las mismas. 5.4.3. Soldaduras y aplicación de calor Si se ha de soldar o aplicar calor cerca de los cables se debe tener cuidado para evitar que el acero de pretensado se caliente excesivamente, para evitar que el arco eléctrico se desvíe y para evitar que el material de aporte de las soldaduras entre en contacto con el acero de pretensado. 5.4.4. Taladros a posteriori Quizás uno de los mayores handicaps del postesado en edificación es la posibilidad de dañar un tendón cuando se realizan taladros en los forjados durante la vida útil del edificio. No se conoce ningún colapso ni daño grave en edificios postesados por esta causa. Si el tendón dañado es no adherente el tendón se pierde completamente y su reparación, aunque fácil, es muy costosa. Memoria 43 Tesina de Especialidad Cálculo de losas postensadas en edificación Se recomienda extremar el cuidado en el replanteo de los tendones para identificar en el futuro que zonas son susceptibles de ser taladradas. También se recomienda instalar una placa en el edificio que recuerde la prohibición de taladrar los forjados sin consentimiento del arquitecto. 5.5. CONTROL DE CALIDAD EN MATERIALES. Como corresponde a cualquier obra pretensada con resistencia del hormigón superior a 25 MPa, el control de calidad del hormigón será intenso. En cuanto al control de ejecución se deberá: conocer la resistencia del hormigón a los 2, 3, 7 y 28 días para poder determinar el momento de tesado, controlar el hormigonado y el vibrado del mismo; y por último, controlar la operación de tesado. En cuanto a los controles de calidad a realizar a los elementos que forman los tendones de postesado deben estar orientados a verificar que tanto la geometría, como las características mecánicas de cada elemento, son las especificadas en los manuales técnicos u homologaciones del sistema de postesado. Los controles geométricos muestran que la geometría de las piezas que conforman el tendón, están dentro de las tolerancias descritas por el sistema, y que por tanto durante el montaje del anclaje o de la vaina, todas acoplarán de acuerdo a lo previsto. Para las piezas estructurales del tendón (que anclan los cordones a la estructura), además de su geometría, se controlan las características mecánicas de sus materiales, ya que su resistencia es fundamental para el buen funcionamiento de la estructura y del propio sistema de postesado. Memoria 44
